Question

5．將100mL氧氣通入20mL某氣態烴中，經點火燃燒并把產生的水蒸氣冷凝除去后，測定剩余氣體體積為80mL，再用氫氧化鈉溶液吸收后，剩余氣體為40mL（上述氣體均在同溫同壓下測定），問此氣態烴為何物？

Answer 1

分析 80mL氣體經氫氧化鈉溶液吸收后變為40mL，減少的40mL為二氧化碳，則最終得到的40mL氣體為CO或O₂；當剩余的氣體為O₂時，20mL該氣態烴完全燃燒生成40mL二氧化碳和水，同時消耗氧氣體積為：100mL-40mL=60mL，設烴為C_xH_y，根據質量守恒定律確定該氣態烴的分子式及名稱；
當剩余的40mL為CO時，則80mL為二氧化碳和一氧化碳的化合物，其中含有40mLCO、40mLCO₂，設烴為C_xH_y，則該氣態烴中含有C原子數為：x=$\frac{80mL}{20mL}$=4，根據氧元素守恒確定含有的H原子數，然后得出其分子式及名稱．

解答 解：80mL氣體經氫氧化鈉溶液吸收后變為40mL，減少的40mL為二氧化碳，則最終得到的40mL氣體為CO或O₂，
當剩余的氣體為O₂時，20mL該氣態烴完全燃燒生成40mL二氧化碳和水，同時消耗氧氣體積為：100mL-40mL=60mL，
設烴為C_xH_y，則該氣態烴中含有C原子數為：x=$\frac{40mL}{20mL}$=2，根據消耗的氧氣可得：20mL×（2+$\frac{y}{4}$）=60mL，解得y=4，該有機物為分子式為C₂H₄，為乙烯；
當剩余的40mL為CO時，則80mL為二氧化碳和一氧化碳的化合物，其中含有40mLCO、40mLCO₂，設烴為C_xH_y，則該氣態烴中含有C原子數為：x=$\frac{80mL}{20mL}$=4，
根據氧元素守恒可知：100mL×2=40mL×1+40mL×2+20mL×$\frac{y}{2}$，解得：y=8，該有機物為分子式為C₄H₈，
答：當氧氣足量時該氣態烴為乙烯，當氧氣不足時該氣態烴為C₄H₈．

點評 本題考查了有機物分子式的確定，題目難度中等，明確最終得到的40mL氣體的組成為解答關鍵，注意掌握討論法在化學計算中的應用方法，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．